【正文】 礦不大于50mm。目前中小高爐鐵礦石粒度通常小于25～35mm，對于煉鐵指標(biāo)的改善很有成效?？s小鐵礦石的粒度的同時還應(yīng)使粒度均勻，粒度分布范圍較大的礦石應(yīng)分級入爐。鐵礦石氣孔度愈大，透氣性愈好，愈容易還原。氣孔度又分為體積氣孔度和面積氣孔度，體積氣孔度是指礦石孔隙所占體積相當(dāng)于礦石總體積的百分比，面積氣孔度是指單位礦石體積氣孔表面積的絕對值。氣孔有開口和閉口兩種，顯然，有利于還原的是開口氣孔度，這也是燒結(jié)礦還原性普遍較好的原因。鐵礦石的強度是指耐沖擊、耐摩擦、耐擠壓的強弱程度。隨著高爐爐容不斷擴大，入爐鐵礦石的強度也要相應(yīng)提高，鐵礦石強度低，轉(zhuǎn)運過程產(chǎn)生大量粉末，使入爐成本上升；入爐產(chǎn)生大量粉末，既增加爐塵損失，又阻塞煤氣通路，降低料柱透氣性，使高爐操作困難。天然塊礦的強度一般都比較好，球團礦次之，燒結(jié)礦較差。鐵礦石化學(xué)成分的波動會引起爐內(nèi)溫度場、爐渣堿度和生鐵質(zhì)量的波動，從而影響高爐爐況穩(wěn)定，使焦炭負(fù)荷難以在可能達到的最高水平上保持穩(wěn)定，不得不以較低焦炭負(fù)荷運行，造成焦比升高，產(chǎn)量降低。　　為了穩(wěn)定化學(xué)成分，應(yīng)嚴(yán)格控制爐料成分的波動范圍。對于富礦應(yīng)在礦石破碎篩分后混勻處理；人造富礦要對鐵礦粉實施混勻，并準(zhǔn)確配料。第三節(jié) 鐵礦石質(zhì)量檢驗　　為全面地衡量鐵礦石的性能和質(zhì)量，應(yīng)從化學(xué)成分、冷態(tài)物理性能、熱態(tài)及還原條件下的物理性能、冶金性能、礦相鑒定等方面加以檢驗。冷態(tài)力學(xué)性能：冷強度能間接表現(xiàn)熱強度大小。冷強度用下列方法檢驗：①落下試驗檢驗燒結(jié)礦耐跌落性能；②耐壓試驗檢驗球團礦的抗壓強度；③轉(zhuǎn)鼓試驗檢驗造塊成品的耐磨性能和碰撞性能。熱態(tài)及還原條件下的物理化學(xué)性能——高溫冶金性能①熱強度：冶煉條件下礦石可能由于以下兩種因素而減弱強度：物理吸附水或化學(xué)結(jié)晶水的蒸發(fā)使礦石破裂；礦石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，強度變?nèi)趸虍a(chǎn)生裂縫。如：熱爆裂性，低溫還原粉化率，熱膨脹性?！　、谶€原性：　　鐵礦石的還原性是指鐵礦石被還原氣體CO2或H2還原的難易程度，還原性好，有利于降低焦比。因此，還原性是評價鐵礦石質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。　　影響鐵礦石還原性的因素主要有礦石組成、礦石結(jié)構(gòu)的致密程度、粒度和氣孔率等。一般磁鐵礦因結(jié)構(gòu)致密，最難還原。赤鐵礦有中等的氣孔率，比較容易還原。褐鐵礦和菱鐵礦容易還原，是因為這兩種礦石在高爐內(nèi)失去結(jié)晶水和去掉CO2后氣孔率增加所致?？傮w來說，球團礦的還原性一般比天然礦的還原性好，燒結(jié)礦的最好?！　、圮浕裕骸　¤F礦石的軟化性包括開始軟化溫度和軟化區(qū)間兩個方面。開始軟化溫度是指鐵礦石在一定荷重下加熱的開始變形溫度；軟化區(qū)間是指鐵礦石開始到軟化終了的溫度范圍。通常礦石的開始軟化溫度高，則軟化區(qū)間較窄；反之，則軟化區(qū)間較寬?！　「郀t冶煉要求鐵礦石具有較高的開始軟化溫度和較窄的軟化區(qū)間，以使?fàn)t內(nèi)不會過早形成初渣，即成渣位置低，軟熔區(qū)小，有助于改善料柱透氣性。反之，初渣形成過早，初渣中FeO含量高，使?fàn)t內(nèi)透氣性變壞，并增加爐缸熱負(fù)荷，嚴(yán)重影響冶煉過程的正常進行?！　、苋鄣涡裕骸　〉V石軟化后，在高爐內(nèi)繼續(xù)下行，被進一步加熱和還原，并開始熔融。在熔渣和金屬達到自由流動、積聚成滴前，軟熔層透氣性極差，出現(xiàn)很大的壓力降。生產(chǎn)高爐軟熔帶壓力降約占高爐料柱總壓力降的60%。人們對礦石在模擬高爐冶煉條件下的熔滴過程進行研究，并測定其滴落開始溫度、終了溫度及過程壓力降作為評價礦石熔滴性能的依據(jù)。第四節(jié) 燒結(jié)礦20世紀(jì)50年代以來，燒結(jié)礦就是我國煉鐵高爐的主要原料，提高燒結(jié)礦質(zhì)量自然成為高爐精料的主攻方向。高爐對燒結(jié)礦的要求必須：粒度均勻、冷態(tài)強度高、有害雜質(zhì)含量少、還原性好、還原粉化率低、以及軟化、熔融、滴落三種溫度較高且其范圍較窄。燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)歷酸性或低堿度燒結(jié)礦（20世紀(jì)50年代）、自熔性燒結(jié)礦（60年代）和高堿度燒結(jié)礦（80年代）三個階段，提高燒結(jié)礦質(zhì)量的措施：燒結(jié)精料：適量配加進口富礦粉；優(yōu)化燒結(jié)原料結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定原料化學(xué)成分和粒度組成；選擇優(yōu)質(zhì)燃料和熔劑。原料中和混勻配料自動化均勻燒結(jié)燒結(jié)過程自動控制厚料層燒結(jié)低溫?zé)Y(jié)法熱風(fēng)燒結(jié)小球燒結(jié)與球團燒結(jié)雙層布料、雙堿度料燒結(jié)與雙球燒結(jié)1改善入爐燒結(jié)礦粒度組成的措施：提高燒結(jié)礦強度，改善出廠燒結(jié)礦粒度組成；加強燒結(jié)礦的冷卻與整粒；減輕燒結(jié)礦從出廠到高爐礦槽的破碎；盡量避免建設(shè)燒結(jié)礦緩沖礦槽；提高槽下振動篩篩分效率。1降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率的措施：嚴(yán)格控制混勻礦中TiO2和Al2O3的含量；適當(dāng)提高燒結(jié)礦含量；適當(dāng)提高機速，在保證燒好的前提下使燒結(jié)終點后移；提高點火強度和提高機頭、機尾風(fēng)箱負(fù)壓；燒結(jié)料中添加螢石和CaCl2或復(fù)合熔劑；熔劑分加技術(shù)；混合料預(yù)壓燒結(jié)；煤氣無焰燒結(jié)；富氧點火及富氧燒結(jié)和富氧雙層燒結(jié)等?！?。燒結(jié)機為105m2一臺，95m2一臺，24m2二臺，年產(chǎn)量約300萬噸。第五節(jié)　球團礦世界上生產(chǎn)的球團礦有酸性氧化性球團、白云石熔劑球團和自熔性球團三種。按焙燒、固結(jié)方式可分為氧化性球團礦、冷結(jié)球團礦、特種固結(jié)球團礦和金屬化球團礦等四類。目前高爐生產(chǎn)普遍應(yīng)用的是酸性氧化性球團礦。球團礦常溫強度好，貯運時產(chǎn)生粉末較少。在使用相同的低SiO2鐵精礦時，球團礦與高堿度燒結(jié)礦的還原性相近；在使用高SiO2鐵精礦時，球團礦的還原性勝于燒結(jié)礦。球團礦鐵份高，堆積密度大，增加高爐料柱的有效重量；粒度小而勻，又呈球狀，在高爐內(nèi)的堆角較別種原、燃料的都小，易于滾動，會引起中心氣流發(fā)展，使用時應(yīng)注意尋求合理的裝料制度，控制布料。球團礦的熱性能較差，是因為在高爐內(nèi)發(fā)生如下變化：①熱膨脹粉化，②軟化收縮。通過在球團礦中增加MgO含量改善球團礦性能。目前湘鋼有一座4m2豎爐生產(chǎn)球團礦，年產(chǎn)量約18萬噸。第六節(jié)　其他礦及熔劑釩鈦礦或鈦渣、含鈦原料，主要作用是高爐的護爐原料。螢石，主要作用是高爐的洗爐原料。熔劑（石灰石、白云石），主要作用是高爐調(diào)整爐渣堿度，因使用高堿度燒結(jié)礦，基本不用熔劑調(diào)整爐渣堿度，只作為備用。硅石，其作用與熔劑相似，調(diào)整爐渣堿度。錳礦，用于冶煉錳鐵高爐。第二章　高爐燃料第一節(jié)　焦炭焦炭在高爐冶煉中的作用：①作發(fā)熱劑，②作還原劑，③料柱骨架。高爐冶煉對焦炭的要求：①含碳量要高，灰分要低；②硫、磷雜質(zhì)要少；③化學(xué)成分要穩(wěn)定；④強度好，粉末少，粒度均勻；⑤高溫性能好。焦炭高溫性能在近些年逐漸被冶金工作者重視，主要有：高溫轉(zhuǎn)鼓強度，反應(yīng)率及反應(yīng)后強度。提高焦炭質(zhì)量的措施：①提高煤料的堆積密度(搗固煉焦、型塊配煤、風(fēng)選調(diào)濕粉碎、大容積焦?fàn)t、煤壓實、煤摻油等)；②提高焦餅中心溫度和進行悶爐操作改善焦炭熱性能；③提高配煤質(zhì)量；④焦炭整粒；⑤干法熄焦；⑥摻加添加物煉焦；⑦采用各種現(xiàn)代化測溫手段和爐溫計算機管理；⑧合理使用優(yōu)質(zhì)煉焦煤。焦炭必須符合精料方針和強化冶煉的要求，特別是為了加大高爐富氧噴吹煤粉量，為了保證高爐狀態(tài)良好，指標(biāo)先進，優(yōu)良的焦炭質(zhì)量是非常必要的，也必然要提高成本。但焦炭質(zhì)量的提高，保證了高爐順行，休風(fēng)及風(fēng)口燒損減少，焦比降低，高爐利用系數(shù)增加，爐體壽命提高等等，高爐生產(chǎn)的經(jīng)濟效益是很明顯的。冶金企業(yè)應(yīng)根據(jù)本地區(qū)、本單位實際情況，結(jié)合資源的合理利用，使焦炭功能既充分、又不過剩浪費，以求得焦炭質(zhì)量成本、高爐爐況和高爐經(jīng)濟效益之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以最低的成本獲得最大的經(jīng)濟效益。第二節(jié) 煤粉現(xiàn)在我國多數(shù)高爐都采用噴吹煤粉工藝，以節(jié)約焦炭，降低生鐵成本。還有噴吹天然氣、重油和塑料等，此處不再介紹。煤的主要可燃元素為碳、氫、氧、氮、硫。通常將煤分成三大類，即揮發(fā)分不大于10%為無煙煤；揮發(fā)分大于10%又小于40%為煙煤；揮發(fā)分不小于40%為褐煤。同時又根據(jù)煙煤的揮發(fā)分和膠質(zhì)層厚度，將煙煤分為貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱黏煤、不黏煤和長焰煤等。一般高爐噴吹用煤，為無煙煤和煙煤中的非煉焦煤（即貧煤、瘦煤、弱黏煤、不黏煤和長焰煤）。煤粉主要工藝性能有：①煤的孔隙度；②煤的比表面積；③煤的可磨性；④煤的著火溫度；⑤煤的灰融性；⑥膠質(zhì)層厚度Y值；⑦煤的CO2反應(yīng)性；⑧煤粉的流動性；⑨煤的細度(粒度)；⑩煤粉爆炸性。高爐對噴吹煤的性能要求：發(fā)熱值高、易磨、燃燒性能好、灰分和硫分低等。第三章　高爐精料及合理爐料結(jié)構(gòu)精料和爐料結(jié)構(gòu)：為滿足高爐內(nèi)各區(qū)域?qū)υ⑷剂闲阅艿囊?，必須在入爐前對物料精加工，以改善其質(zhì)量并充分發(fā)揮其效用，質(zhì)量優(yōu)良的原、燃料簡稱為精料，也就是高爐原、燃料質(zhì)量的優(yōu)化，具體內(nèi)容可概括為“高，熟，凈，勻，小，穩(wěn)”6個方面，再加上原料高溫冶金性能和焦炭的高溫性能。其中，“高”是指品位、強度、冶金性能指標(biāo)等都高；“熟”即指提高入爐料的熟料比；“凈”是指粉末篩除干凈；“勻”是指減少原料粒度上下限的差距，保持粒度均勻； “小”是指粒度小（上、下限范圍窄）；“穩(wěn)”是指成分穩(wěn)定，波動范圍小。而爐料結(jié)構(gòu)是指高爐原料構(gòu)成中，燒結(jié)礦，球團礦和天然塊礦的配比組合，再加上對這種配比產(chǎn)生的綜合爐料性能評價。爐料結(jié)構(gòu)與精料的關(guān)系　精料是爐料結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，精料技術(shù)是爐料結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，精料技術(shù)發(fā)展推動了爐料結(jié)構(gòu)合理化，這是精料基礎(chǔ)作用表現(xiàn)。反過來，追求爐料結(jié)構(gòu)合理化，不斷對原燃料品質(zhì)提出更新、更高的要求，促進了精料技術(shù)進步。此外，兩者還具有如下一致性：⑴主要工作目標(biāo)。精料和爐料結(jié)構(gòu)合理，最低限度應(yīng)當(dāng)保證以下目標(biāo)的實現(xiàn)：①高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定、順行；②鐵前系統(tǒng)綜合經(jīng)濟效益；③資源的合理配置和環(huán)保效應(yīng)。⑵結(jié)果的相對合理性。精料和爐料結(jié)構(gòu)的合理性只能是相對的、暫時的。即使在本企業(yè)，生產(chǎn)技術(shù)條件照舊，隨著資源市場和生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)方針的改變，原有綜合平衡被打破，精料和爐料結(jié)構(gòu)就要相應(yīng)調(diào)整。企業(yè)內(nèi)部尚且如此，對于不同企業(yè)、不同生產(chǎn)技術(shù)條件、千變?nèi)f化的市場環(huán)境，就更不存在理想的、一勞永逸的精料和爐料結(jié)構(gòu)。⑶工作效果的依存性。精料和爐料結(jié)構(gòu)不但互相促進，也是互相依存的。只抓精料，而不注意爐料結(jié)構(gòu)是否合理，精料的效果就要受影響；反之，只重視爐料結(jié)構(gòu)合理與否，而不相應(yīng)改善精料，高爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)也難以持續(xù)提高。精料目標(biāo)：“十五”期間煉鐵系統(tǒng)生產(chǎn)主要目標(biāo)如下三個表：表1：焦炭指標(biāo)項 目灰分 %M40 %M10 %CRI %CSR %平均≤≥85≤6暫無要求先進≤≥90≤6表2：燒結(jié)礦指標(biāo)：項目化學(xué)成分 %成分波動粒度分布 %高溫冶金性能TfeSiO2FeOTfe/ %R/倍＞50mm＜10mm＜5mm平均≥≤≤≤177。177。≤10≤40≤5先進≥≤≤≤177。177?！?0≤30≤3表3：球團礦指標(biāo)：項目TFe %SiO2 %FeO %每個球的抗壓強度/N＞冶金性能平均≥≤＜＞2250＞95暫無要求先進≥≤＜≥2500＞95我國高爐爐料結(jié)構(gòu)：我國高爐爐料結(jié)構(gòu)的基本形式是“燒結(jié)礦＋酸性爐料”，主體燒結(jié)礦以高堿度為主，酸性爐料中，球團礦和天然塊礦為各半。與世界各國一樣，各種爐料結(jié)構(gòu)高爐都可能取得良好的技術(shù)指標(biāo)，但也有指標(biāo)差的情況存在，決定因素還是礦石入爐品位。有什么樣的“入爐品位”，就有什么“等級”的高爐操作指標(biāo)。爐料結(jié)構(gòu)只能在“等級”范圍內(nèi)起調(diào)節(jié)作用而非決定性因素。制定生產(chǎn)高爐爐料結(jié)構(gòu)時，必須考慮以下三個因素：高爐生產(chǎn)指導(dǎo)方針（優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽）、企業(yè)自產(chǎn)高爐原料產(chǎn)量及品種、鐵礦石資源及市場，但最終起決定性作用的還是鐵前系統(tǒng)綜合經(jīng)濟效益，即煉鐵成本。爐料結(jié)構(gòu)可以從以下幾點認(rèn)識：（1）高爐爐料結(jié)構(gòu)不僅要考慮原料配比，還要考慮造塊工藝配加CaO和MgO在自產(chǎn)燒結(jié)礦和自產(chǎn)球團礦中的分配隨著爐料結(jié)構(gòu)中球團礦配比的提高和加CaO、MgO球團工藝的成熟，這個問題的意義和必要隆將越來越明顯。它的分配結(jié)果不改變高爐綜合入爐品位，但有助于企業(yè)自產(chǎn)球團礦、燒結(jié)礦和綜合爐料冶金性能的改善。（2）生產(chǎn)高爐的爐料結(jié)構(gòu)是企業(yè)長期生產(chǎn)經(jīng)營實踐經(jīng)驗結(jié)合企業(yè)自產(chǎn)原料數(shù)量和品質(zhì)、考慮資源市場變化的結(jié)果。除非這三個因素發(fā)生重大變化，通常情況下，爐料結(jié)構(gòu)都難有大的改進。（3）拋開其他因素，單就生產(chǎn)技術(shù)范疇而言，合理爐料結(jié)構(gòu)除必須滿足高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行和越來越高的噴煤比要求之外，還應(yīng)注意經(jīng)下幾點：目前我國現(xiàn)狀是以燒結(jié)礦為主體原料，燒結(jié)礦又應(yīng)以高堿度燒結(jié)礦優(yōu)先。球團工藝和球團礦縱然優(yōu)點很多，但燒結(jié)工藝處理工業(yè)廢料和提供高爐冶煉過程所需CaO和MgO能力，要好于球團工藝。此外，富礦粉無需加工就可直接用于生產(chǎn)也是燒結(jié)礦的一個優(yōu)勢。在特殊情況下，生產(chǎn)兩種（高、低）堿度燒結(jié)礦也是效果很好的措施。盡可能多地配用進口天然塊礦。進口天然塊礦品位高、SiO2含量低、雜質(zhì)少，特別對于沿海及靠近沿海地區(qū)，運費較低。因此，對于很多企業(yè)，進口天然塊礦“公斤鐵元素價格”低于燒結(jié)礦和球團礦，是最經(jīng)濟的原料。以精料為基礎(chǔ)，結(jié)合精料合理安排爐料結(jié)構(gòu)。兩者相互影響，相互促進，制定計劃時，需反復(fù)多次才能得到較合理結(jié)果。第四章　特殊原料――釩鈦礦冶煉攀西地區(qū)是我國釩鈦磁鐵礦的主要成礦帶，也是世界上同類礦床的重要產(chǎn)區(qū)之一。該鐵礦屬于以鐵、鈦、釩、鉻等氧化物為主，多種礦物共生的復(fù)合礦。高爐冶煉釩鈦磁鐵礦主要表現(xiàn)在爐渣變稠和產(chǎn)生泡沫渣、黏鐵罐、爐渣脫硫能力低、鐵損高等。國內(nèi)外高爐生產(chǎn)實踐證明，冶煉釩鈦礦或爐料中加入含鈦物料發(fā)現(xiàn)，有些鈦的碳氮化物沉積于爐缸起到護爐、補爐的作用，延長一代高爐的壽命。含鈦沉積物護爐原理：高爐冶煉釩鈦磁鐵礦或在爐料中加入含鈦礦物，在軟熔帶以下的高溫區(qū)形成含（TiO2）的初渣，（TiO2）與焦炭中的碳和煤氣中的氮反應(yīng)生成TiC和TiN，即：（TiO2）＋3C＝TiC+2CO（TiO2）+2C+1/2N2=TiN+2CO隨著初渣的下降，進入爐缸形成終渣中的（TiO2）又與生鐵中的[C]反應(yīng)也生成TiC